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Reportage
Was steckt hinter TNT, Dynamit und Co?
Mythos Sprengstoff
Wer hat nicht schon einmal Begriffe wie
Dynamit, C4, Nitroglycerin, TNT oder
Semtex gehört? Doch was steckt eigentlich
dahinter? Wer heutzutage das Wort
„Sprengstoff“ hört, denkt meist an eine
rote Stange mit Zündschnur dran, wie es
Ende des 19. Jahrhunderts durchaus noch
üblich war. In den mehr als 150 Jahren, in
denen sich Wissenschaftler intensiv mit
Sprengstoff befasst haben, hat sich eine
ganze Menge getan, und wir möchten euch
mal einen kleinen Einblick geben, was einen
Sprengstoff überhaupt ausmacht, und was
für Arten es da heutzutage gibt.
Explosion (chemisch): Reaktion, bei der
Druck und Temperatur schlagartig steigen.
In Folge große Volumenausdehnung
der gasförmigen Produkte.
Es war einmal ...
Mitte des 19. Jahrhunderts hatte man
einen Stoff namens Nitroglycerin entdeckt
– eine ölige Flüssigkeit, die sehr
sensibel auf Hitze und Stöße reagierte
oder auch oft ohne erkennbaren Grund
explodierte. Alfred Nobel kam 1866 durch
Zufall auf die Idee, das Nitroglycerin in
Kieselgur aufzusaugen und das ganze
als „Dynamit“ patentieren zu lassen. Das
machte den Stoff bedeutend sicherer
– der erste gewerblich nutzbare Sprengstoff
war geboren.
Vor allem durch den militärischen Nutzen,
den man im Sprengstoff erkannte,
wurde die Forschung daran in den letzten
150 Jahren enorm voran getrieben. Einen
wichtigen Meilenstein hierbei stellt sicherlich
das TNT dar. Dessen Kristalle sind zum
einen weitaus weniger empfindlich, zum
anderen liefert ihre Detonation mehr
Energie als Dynamit, weshalb es Anfang
des 20. Jahrhunderts in nahezu allen
Sprengkörpern eingesetzt wurde – militärisch
und zivil.
Die Stoffe, die man heutzutage im gewerblichen
Bereich (und damit auch beim THW)
verwendet, basieren fast ausschließlich
auf Ammoniumnitrat oder Nitroalkoholen:
Sie bieten bei richtiger Zündung eine
große Sprengkraft, sind allerdings extrem
unempfindlich gegen Hitze, Reibung oder
Schlag. Das geht so weit, dass man diese
Stoffe auch anzünden kann – sie brennen
dann ähnlich wie eine Wunderkerze ab.
Vermischt mit gewissen Stoffen sind manche
davon in Aussehen und Handhabung
wie Knetgummi. Militärische Sprengstoffe
wie TNT oder C4 (dieser „Plastiksprengstoff“
ist ein Gemisch aus verschiedenen
Sprengstoffen mit Weichmachern) dürfen
vom THW nur im KatS-Fall eingesetzt
werden, also wenn offiziell Katastrophenalarm
ausgelöst wurde.
Aber wie erfolgt jetzt die Zündung?
Die unempfindliche Sprengstoffladung
muss, damit sie explodieren kann, von
einem so genannten „Initialsprengstoff“
gezündet werden. Das sind kleinste Mengen
(meistens etwa 1 Gramm) hochempfindlichen
Sprengstoffs, der in Zündkapseln
untergebracht ist und elektrisch gezündet
wird. Natürlich ist beim Umgang mit diesen
Sprengkapseln Vorsicht geboten, denn
trotz der geringen Sprengstoffmenge können
sie einen Menschen ohne weiteres eine
Hand oder das Leben kosten.
Deflagration: Schneller Verbrennungsvorgang,
Druckanstieg nur durch die entstehenden
Gase. Die Geschwindigkeit der
Reaktionsfront ist kleiner als die Schallgeschwindigkeit
im verbrennenden Medium.
Eine Explosion entsteht nur mit hinreichender
Verdämmung.
Woher kommt die Energie?
Sprengstoffe sind aufgrund ihrer chemischen
Struktur in der Lage, innerhalb von
Sekundenbruchteilen komplett zu reagieren.
Um die Reaktionsgeschwindigkeit zu
messen, bedient man sich der so genannten
„Detonationsgeschwindigkeit“. Sie gibt
an, mit welcher Geschwindigkeit sich die
Front der chemischen Reaktion im Stoff
ausbreitet. Bei TNT sind das beispiels-
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EXPLOSIVES
1.1A
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weise 7.000 Meter pro Sekunde. Ist die
Reaktionsgeschwindigkeit kleiner als die
Schallgeschwindigkeit im entsprechenden
Material, spricht man übrigens nicht mehr
von einer Detonation. Das ist zum Beispiel
in Silvesterkrachern der Fall. Die „explodieren“
deshalb, weil das Schwarzpulver sehr
dicht in die Pappröhre gepresst wurde
und die Röhre an beiden Seiten verschlossen
ist. Die Gase der Verbrennung können
sich deswegen nur schlagartig mit einem
Knall entladen.
Dadurch, dass der Sprengstoff innerhalb
eines Sekundenbruchteils komplett reagiert,
entstehen augenblicklich riesige
Mengen an chemischen Reaktionsprodukten
– größtenteils Gase. Das bedeutet auf
engstem Raum plötzlich mehrere tausend
Liter Gase, was zu einer unbeschreiblich
hohen Druck- und Temperaturentwicklung
führt. Der resultierenden Schockwelle
hält kein Material stand, beispielsweise
wird Beton zerbröselt und durch den
Druck weggeschleudert.
Darin liegt aber auch der Knackpunkt in
der Sprengstoffanwendung: Legt man die
Ladung lediglich auf das zu bearbeitende
Material, kann sich der größte Teil des
Drucks in der Umgebung verteilen und
die Wirkung verpufft. Bohrt man aber ein
Loch ins Material, um den Sprengstoff einzubringen,
wirkt fast der gesamte Druck
auf das Material und die Wirkung ist entsprechend
höher. Je nach Material und
dem verwendeten Explosivstoff gibt es
eine ganze Reihe an Faktoren, die die richtige
Anwendung beeinflussen.
Soll eine Sprengung erfolgreich verlaufen,
ist das kein leichtes Unterfangen – eine
gute Planung und nicht zuletzt Ausbildung
und Erfahrung sind hier unbedingt
von Nöten. In jeder Fachgruppe Sprengen
gibt es deswegen Sprengberechtigte, die
sich ihr Wissen und Können in zahlreichen
Lehrgängen und immer wiederkehrender
praktischer Tätigkeit aneigneten.
Marcel Holler